RU2383003C2 - Способ анализа испытываемого образца восстановимого материала, который содержит железо - Google Patents
Способ анализа испытываемого образца восстановимого материала, который содержит железо Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383003C2 RU2383003C2 RU2005141591/28A RU2005141591A RU2383003C2 RU 2383003 C2 RU2383003 C2 RU 2383003C2 RU 2005141591/28 A RU2005141591/28 A RU 2005141591/28A RU 2005141591 A RU2005141591 A RU 2005141591A RU 2383003 C2 RU2383003 C2 RU 2383003C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- axis
- test sample
- regression line
- point
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 79
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 7
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/202—Constituents thereof
- G01N33/2022—Non-metallic constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0001—Type of application of the stress
- G01N2203/0003—Steady
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0019—Compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
- G01N2203/0087—Resistance to crushing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0284—Bulk material, e.g. powders
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относиться к испытательной технике. Сущность: располагают испытываемый образец между поверхностями контакта первого и второго устройства, которые выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга. Непрерывно уменьшают расстояние между поверхностями контакта. Измеряют диаметр испытываемого образца, когда испытываемый образец контактирует с поверхностями контакта. Осуществляют дополнительное перемещение поверхностей контакта по направлению друг к другу во время сжатия испытываемого образца до тех пор, пока испытываемый образец не разрушится. Непрерывно регистрируют и запоминают силу, прикладываемую к испытываемому образцу, и время. Регистрируют максимальные силы во всех точках разрушения испытываемого образца. Увеличивают расстояние между поверхностями контакта и удаляют испытываемый образец. Технический результат: возможность проведения и получения отчета испытаний. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Настоящее изобретение касается способа анализа свойств восстановимого испытываемого образца, который содержит железо, типа исходной гранулы или готовой гранулы во время изготовления исходных гранул или готовых гранул для оптимизации процесса гранулирования и последующей экстракции железа.
Экстракцию металлического железа обычно осуществляют посредством восстановления оксида железа в доменной печи или посредством прямого восстановления в печи прямого восстановления. Оксид железа в виде гранул вступает в контакт с восстанавливающим газом, вследствие чего оксид железа восстанавливается до металлического железа в форме расплавленного железа или в форме, известной под названием «губчатое железо». Температура восстанавливающего газа в процессе прямого восстановления составляет приблизительно 800-950°С. Если гранулы разрушаются во время процесса восстановления, контакт восстанавливающего газа с оксидом железа затрудняется, что приводит к скачкообразной работе и пониженной производительности. По этой причине желательно получать гранулы одинаковой и высокой прочности. Употребляемый в данном описании термин «гранулы» означает тела из восстановимого материала, содержащего железо, которые имеют форму агломератов мелкодисперсного материала. Химически чистый концентрат железной руды, который размолот до подходящего размера, смешивают при изготовлении гранул с добавкой, а эту смесь затем фильтруют, чтобы получить влажную волокнистую лепешку. Влагосодержание волокнистой лепешки обычно находится в интервале от 8 до 9 мас.%. Влажный отфильтрованный материал смешивают со связующим веществом и скатывают известными способами, например с помощью скатывающих барабанов или скатывающих дисков, получая исходные шарики, известные под названием «необработанные гранулы», имеющие диаметр приблизительно 10-15 мм. Исходные гранулы подвергают дальнейшей обработке посредством сушки при повышенной температуре, а затем - спеканию при высокой температуре с получением затвердевших гранул.
Большинство исходных гранул непрочны и обычно демонстрируют прочность на сжатие, составляющую приблизительно 10 ньютонов на гранулу. Такая низкая прочность означает, что гранулы легко разламываются. Разломанные гранулы отделяются просеиванием сквозь сито перед подачей исходных гранул в гранулирующую машину, но исходные гранулы могут разламываться и после просеивания. Это означает, что уменьшается проникающая способность газа в слое исходных гранул в течение процесса формирования, а это - в свою очередь - означает, что сушка и окисление (если концентратом железной руды является магнетит) не могут происходить эффективно и гомогенно. Кроме того, исходные гранулы пластичны, т.е. они могут деформироваться под действием нажима, а это дополнительно уменьшает проницаемость слоя, поскольку гранулы будут закупоривать промежутки, которые образуются между гранулами, имеющими высокую прочность, и через которые должен проходить газ.
Когда большинство исходных гранул высыхает, связующее вещество и любой другой растворенный или мелкодисперсный материал, который присутствует в них, собирается в точках контакта между частицами, которые являются компонентами исходных гранул. Это создает новые связи, вследствие чего сухая исходная гранула при использовании связующего вещества демонстрирует повышенную прочность, находящуюся, как правило, в интервале 20-60 ньютонов на гранулу.
Если концентрат железной руды представляет собой магнетит, исходные гранулы окисляются до гематита во время процесса гранулирования. Между частицами, которые являются компонентами исходных гранул, создаются дополнительные точки контакта, вследствие чего прочность на сжатие в типичном случае составляет приблизительно 500-800 ньютонов на гранулу, хотя можно получить и другие значения.
После спекания, которое обычно происходит при температуре приблизительно 1300°С, спеченная гранула приобретает прочность на сжатие, превышающую 2000 Н на гранулу. По нескольким причинам, важно получать высокую и одинаковую прочность гранул. Помимо вышеописанных эффектов во время процесса восстановления, важна также прочность при манипуляциях во время транспортировки. Окончательная прочность готовых гранул в значительной степени определяется прочностью исходных гранул в начале процесса гранулирования.
Разные влагосодержания, мелкозернистость исходного материала, количество связующего вещества и условия во время процесса смешивания являются примерами параметров, которые приводят к получению разных прочностей. Более высокая прочность исходных гранул и готовых гранул означает, что процесс гранулирования можно проводить при большей нагрузке. При транспортировке образуются меньшие количества мелочи, а производительность будет выше. Требования к одинаковому и высокому качеству гранул растут, а это означает, что обратная связь между качеством готовых гранул и свойствами исходных гранул становится еще важнее. Из продукции в виде гранул случайным образом отбирают образцы, чтобы определить прочность готовых гранул, используемых при экстракции железа. Произвольным образом отобранные образцы подвергают испытаниям различного типа. Однако способы испытаний неспеченных гранул, а также влажных и сухих гранул, ненадежны, и по этой причине существует потребность в эффективном и надежном способе испытаний.
Установки для испытаний испытываемых образцов на твердость уже известны. Общий способ испытаний влажных исходных гранул заключается в сбрасывании исходной гранулы некоторое количество раз с предварительно определенной высоты. Количество раз, выдерживаемое исходными гранулами при сбрасывании с этой высоты без разламывания, дает результат испытания. Недостаток этого способа заключается в том, что результат зависит от человека, проводящего испытание, т.е. тот, кто проводит испытание, может бессознательно повлиять на его результат.
Установка для испытаний влажных и сухих исходных гранул и готовых гранул разработана так, что может оказывать нажим на исходную гранулу или готовую гранулу, разламывая ее посредством приложения нарастающей силы к поршню до тех пор, пока исходная гранула или готовая гранула не разломится. В момент разламывания снимают показание - либо вручную на измерительном приборе, либо автоматически - максимального значения (силы) перед тем, как уменьшение диаметра составит определенную процентную долю. Считанное значение силы заносят в таблицу. Недостаток этого способа заключается в том, что приложенная сила не регистрируется во время всего процесса оказания нажима, и по этой причине можно получить лишь информацию о максимальной силе, которая прикладывалась во время всего процесса оказания нажима. Доказано, что максимальная сила может возникнуть сразу же после начала образования трещин в исходной грануле или готовой грануле, вследствие чего данный способ дает ошибочное отображение прочности. Визуальное снятие показаний является неточным и зависит от человека, который снимает показания. Дополнительный недостаток рассматриваемой установки заключается в ее конструкции, вследствие которой непрочные влажные и высушенные исходные гранулы нужно вводить по одной за раз.
Если влажному отфильтрованному материалу можно придать оптимальное влагосодержание, то он демонстрирует достаточно быстрый рост (гранул) во время процедуры скатывания, т.е. во время формирования исходных гранул, максимальную прочность сформированных исходных гранул и достаточно высокую пластичность, так что этот материал может выдерживать манипуляции с ним, а это имеет важное значение для последующего процесса гранулирования.
Таким образом, одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать установку и способ анализа свойств испытываемых образцов восстановимого материала, который содержит железо, в спеченной или неспеченной форме этого материала и в виде исходных гранул и готовых гранул, а также в том, чтобы обеспечить выдачу последующего отчета.
Эти цели достигаются посредством способа, который демонстрирует свойства и характеристики, которые охарактеризованы в нижеследующей формуле изобретения.
Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет приведено описание конкретного варианта осуществления, выбранного в качестве примера, при этом:
на фиг.1 показан пресс для сжатия в соответствии с изобретением;
на фиг.2 показан пресс согласно фиг.1, но со снятой крышкой;
на фиг.3-6 показаны примеры графических кривых, которые построены на основании значений, полученных в результате измерения,
при этом
на фиг.3 показана зависимость силы от времени во время испытания исходной гранулы;
на фиг.4 - зависимость силы от времени во время испытания исходной гранулы, демонстрирующей разрушение Класса А;
на фиг.5 - зависимость силы от времени во время испытания исходной гранулы, демонстрирующей разрушение Класса В;
на фиг.6 - зависимость силы от времени во время испытаний исходный гранул, демонстрирующих разрушение Класса С. На этом чертеже также приведен пример расчета величины деформации при силе 10 Н (Деф(10 Н)) и расчет отклонения от линейности (Dлин(макс)).
Установка, показанная на фиг.1, содержит пресс 1 для испытываемых образцов А восстановимого материала, который содержит железо, в виде либо необработанных гранул, т.е. влажных или высушенных исходных гранул, либо спеченных гранул. Пресс 1 содержит каркас 2 со станиной 3 в виде нижней части. Над каркасом 2 расположена крышка 4 в виде пары, по существу, вертикальных стенок 5, находящихся на некотором расстоянии друг от друга, и заднего элемента 6. Крышка 4 снабжена проемами 7 для подключения пресса 1 к устройству управления и регистрации в виде, например, компьютера, программируемого логического контроллера (ПЛК) или аналогичного средства (не показанного на чертежах).
Между вертикальными стенками 5, как показано на фиг.2, расположено первое устройство с поверхностью контакта, выполненное в виде нажимного устройства 8, которое может претерпевать управляемое перемещение между первым, отведенным конечным положением и вторым, выдвинутым положением. Нажимное устройство содержит, например, поршень или пуансон, обеспечивающий приложение силы, необходимой для конкретной области применения. При испытаниях исходных гранул используют силу в интервале 0-100 Н, а область измерений при испытаниях спеченных гранул выбирают так, чтобы максимальная сила находилась в диапазоне 100-3000 Н. Скорость нажимного устройства 8 задают в диапазоне 2-50 мм/мин в предпочтительном варианте осуществления, а расстояние перемещения нажимного устройства 8 задают равным 100 мм. Упомянутые скорость и расстояние регулируются посредством электрического, гидравлического или пневматического двигателя 9, а управляет ими упомянутый компьютер через посредство датчика.
На свободном конце нажимного устройства 8 - на его поверхности 10 контакта - расположен датчик 11 контакта, причем этот датчик контакта предназначен для регистрации контакта нажимного устройства 8 с поверхностью гранулы А. Привод нажимного устройства возможен с двумя или более разными скоростями, достигаемыми последовательно, чтобы минимизировать время, затрачиваемое на оказание нажима. Нажимное устройство быстро подают вперед из его верхнего конечного положения по направлению к испытываемому образцу. Быстрая подача прекращается до вступления датчика контакта в контакт с испытываемым образцом - на предварительно определенном расстоянии от упомянутого конечного положения. Датчик контакта используется для измерения диаметра испытываемого образца, причем показание этого диаметра снимают, когда датчик контакта контактирует с испытываемым образцом. Кроме того, крышка 4 снабжена проемом 12 для доступа ко второму устройству, расположенному на станине 3, с контактной поверхностью 13 в виде элемента, имеющего, например, форму платформы, диска. Этот элемент выполнен с возможностью поворота, предпочтительно - в горизонтальной плоскости.
Диск 13 имеет на своей поверхности 14, обращенной к нажимному устройству 8, некоторое количество выемок или полостей 15, предназначенных для того, чтобы располагать в них испытываемые образцы А с возможностью удержания их на месте. Выемки 15 расположены симметрично на одинаковых расстояниях друг от друга вдоль наружного края диска 13. Количество выемок 15 составляет 20 в этом варианте осуществления, но возможны и реализации, в которых количество выемок может быть больше или меньше. Выемки 15 имеют размер, обеспечивающий возможность вмещения испытываемого образца, диаметр которого находится в интервале 1-30 мм, при этом предполагаемый интервал составляет 5-15 мм. Выемки преимущественно имеют форму чаш, вследствие чего оказывается возможным простое перемещение испытываемых образцов по направлению к центру выемки во время применения установки. В другом варианте осуществления, диск выполнен с непрерывными стенками или манжетами, которые окружают выемки. Задача этих манжет состоит в том, чтобы предотвратить распространение пыли и фрагментов внутри оборудования при разламывании испытываемых образцов. В дополнительном варианте осуществления, выемки лишь частично окружены манжетами, чтобы обеспечить возможность оптического исследования разламывания испытываемых образцов во время процедуры оказания нажима.
Диск 13 оснащен поворотным механизмом 16, таким как двигатель, диск, приводимый в движение приводным ремнем или зубчатым колесом, приводимым в движение двигателем, и может быть демонтирован для обеспечения очистки и возможности помещения новых испытываемых образцов в выемки. Поворотный механизм 16 снабжен датчиком угла, предназначенным для установки выемки диска в нужном месте относительно направления движения нажимного устройства 8.
Кроме того, между поворотным механизмом 16 и диском 13 расположена вращающаяся муфта 17. Вращающаяся муфта 17 выполнена с незакрепленной конструкцией или с возможностью свободного хода. Функция незакрепленности или свободного хода нужна для того, чтобы освобождать диск 13 от воздействия поворотного механизма, когда выемка 15 диска располагается должным образом, и тем самым устранять механический контакт между диском 13 и поворотным механизмом 16. Это необходимо для того, чтобы избежать ошибок при сборе данных. Поворот диска 13 связан с движением нажимного устройства 8 таким образом, что, когда нажимное устройство 8 движется от диска 13, этот диск продвигается вперед на один шаг, чтобы расположить новый испытываемый образец А на линии движения нажимного устройства 8.
В еще одном варианте осуществления, поверхность 13 контакта второго устройства содержит протяженный элемент в виде платформы, предназначенный для приема некоторого количества испытываемых образцов и для перемещения вперед - в продольном направлении протяженного элемента - на один шаг во время операции оказания нажима.
Предпочтительно, обе поверхности контакта могут быть выполнены перемещаемыми по направлению друг к другу и друг от друга, или что только поверхность контакта в виде платформы может быть выполнена перемещаемой по направлению к первой поверхности контакта.
На одной линии с нажимным устройством 8 и диском 13 расположен, по меньшей мере, один нагрузочный элемент 18, который может перемещаться в направлении, проходящем вдоль направления движения нажимного устройства 8. Как и нажимное устройство, нагрузочный элемент выбирают в соответствии с областью его применения. При испытаниях влажных или сухих исходных гранул, используют нагрузочный элемент с диапазоном измерений, находящихся в интервале, например, 0-100 Н, тогда как при испытаниях частично затвердевших гранул диапазон измерения выбирают составляющим, например, 0-1000 Н. Диапазон измерения нагрузочного элемента выбирают так, чтобы он соответствовал предполагаемым силам нагрузки, которые могут возникнуть. Нагрузочный элемент 18 синхронизирован с движениями нажимного устройства 8 и диска 13, вследствие чего значение нагрузки, прикладываемой к испытываемому образцу А, передается в компьютер.
Диск 13 оперт в трех точках, распределенных по поверхности 14 диска, которая обращена в направлении от нажимного устройства 8, причем эти точки распределены так, что образуют, например, треугольник, при этом одна точка содержит нагрузочный элемент 18, а две другие точки содержат механические опоры. Нагрузочный элемент 18 находится на одной линии с направлением движения нажимного устройства 8 в положении, в котором оказываются выемки 15 диска 13 перед каждым испытанием. В еще одном варианте осуществления, нагрузочные элементы 18 располагаются в двух или во всех точках опоры. Появления источников ошибки, которая может возникнуть, если испытываемый образец находится в выемке сбоку, т.е. если испытываемый образец не располагается в центре выемки, можно избежать во время сбора данных, если нагрузочный элемент располагается в каждой точке опоры.
В еще одном варианте осуществления, нагрузочный элемент 18 располагается в нажимном устройстве 8. Процедура оказания нажима в таком варианте осуществления может быть той же самой, что и описанная выше, но следует понимать, что нажимное устройство может быть выполнено и как неподвижное устройство, вследствие чего поверхность 13 контакта сначала перемещают вперед на один шаг, чтобы расположить испытываемый образец А в нужном положении, после чего поверхность контакта перемещают по направлению к нажимному устройству 8 для сжатия испытываемого образца А.
Как описано выше, нагрузочный элемент 18, диск 13 и нажимное устройство 8 подсоединены к компьютеру, программируемому логическому контроллеру (ПЛК) или аналогичному оборудованию. Во время испытаний, в каждой выемке размещают испытываемый образец, после чего проводят испытания последовательно на всех испытываемых образцах. Компьютер собирает измеренные значения через посредство нагрузочного элемента и датчиков контакта нажимного устройства и запоминает эти значения на носителе информации в виде памяти, например, на жестком диске компьютера, заранее известным образом, после чего создается файл измерений. Измеренные значения, которые собраны, включают в себя, например, порядковый номер испытываемого образца А, подвергаемого испытаниям, непрерывный замер силы, которая прикладывается нажимным устройством 8 с момента, когда нажимное устройство вступает в контакт с испытываемым образцом, до разрушения испытываемого образца, т.е. до тех пор, пока нажимное устройство не достигнет заданного положения возврата, величину расстояния между нажимным устройством 8 и диском 13, когда нажимное устройство контактирует с испытываемым образцом, и напряжение на датчике 11 контакта. Следует осознать, что возможен сбор и других значений, в зависимости от цели и характера анализа. Скорость сбора упомянутых значений в этом варианте осуществления составляет 1000 значений в секунду, но может составлять и 200000 значений в секунду.
Измеренные значения, которое собраны, заносятся в числовой отчет и графический отчет. Числовой отчет и информация, заложенная в основу этого отчета, автоматически создаются после сжатия всех испытываемых образцов на диске. Примерами величин, представляемых в табличной форме, являются диаметр, сила, классификация, определяемая способом разрушения испытываемого образца, деформация и любое отклонение от линейности.
Графический отчет иллюстрирует процесс изменения силы в течение процедуры оказания нажима и раздавливания каждого испытываемого образца в зависимости от движения нажимного устройства.
Теперь будут приведены примеры измеренных значений. По причинам ясности изложения, термин «испытываемый образец» в некоторых случаях будет заменен термином «исходная гранула» или «готовая гранула».
Во время анализа прочности на сжатие исходной гранулы или готовой гранулы с помощью измеренных значений, которые собраны, исследуют построенную графическую кривую зависимости силы от времени, см. фиг.3. Этот график строят одинаково для испытаний не только влажных или сухих гранул, но также и спеченных или неспеченных гранул, откладывая силу в ньютонах (Н) вдоль оси Y, а время в миллисекундах (мс) - вдоль оси X. Нажим увеличивается с увеличением силы до тех пор, пока гранула не будет разломана, в течение первого времени. Впоследствии, нажим снова может начать расти, и могут иметь местно последующие случаи разламывания. Когда гранула разламывается, а приложенный нажим падает, кривая поворачивает вниз, проходя по направлению к оси X. Точка разламывания или точка разрушения, S, отображает максимальный нажим перед наступлением прогнозируемого падения нажима в течение упомянутого первого времени, причем это падение нажима может составлять, например, 10% максимального нажима. Таким образом, можно определить величину трещины, которая охарактеризована термином «разламывание», в испытываемом образце.
Величину падения нажима относительно максимального нажима в момент разрушения используют для классификации испытываемого образца, относя его к разным классам. Эта классификация отражает картину процесса разрушения испытываемых образцов. Если испытываемый образец разрушается, дробясь на малое количество крупных кусков, то падение нажима будет большим, например, составляющим 80% или более, а гранулы классифицируются как относящиеся к «Классу А», см. фиг.4. Если разрушение происходит стадиями, это может зависеть от исходной гранулы, создаваемой таким образом, что при этом некоторое количество «скорлупок» наносят друг на друга. Когда испытывают такую исходную гранулу, связи между «скорлупками» могут оказаться слабее, вследствие чего исходная гранула и разрушается в несколько стадий. Падение нажима при стадийном разрушении будет меньшим, например составляющим 50% и 80% максимального нажима, а гранулы классифицируются как принадлежащие «Классу В», см. фиг.5. Разрушение также может происходить медленно, вследствие чего кривая нажима будет демонстрировать большую кривизну в точке разрушения. Это поведение типично для влажных исходных гранул, которые имеют большое насыщение текучей средой. Падение нажима в типичном случае будет находиться между 10% и 50% максимального нажима, а гранулы классифицируются как принадлежащие «Классу С». Разрушение в соответствии с Классом С является типичным также для разрушения с получением порошков, при котором влагосодержание исходных гранул слишком мало, но в этом случае падение нажима может оказаться более заметным на кривой нажима. На фиг.6 показано по одному примеру каждого типа разрушения. Для классификации по падению нажима также можно использовать другие значения.
Влажная исходная гранула деформируется посредством медленного сжатия, в результате которого получается остаточная деформация. Ввиду того что гранулы начинают скользить друг относительно друга, сохраняя при этом взаимные связи между собой, поперечное сечение гранулы изменяется, становясь из круглого эллиптическим. Как описано ранее, это свойство является недостатком для последующего процесса гранулирования, так как деформированные исходные гранулы закупоривают промежутки между исходными гранулами, через которые должен проходить газ, и это приводит к увеличению падения нажима и повышению трудности окисления. Поскольку исходные таблетки демонстрируют разные прочности и разные формы графика, когда нажим приближается к тому, который характерен для точки разрушения, прямое считывание деформации с графика нажима оказывается невозможным. В некоторых случаях нажим нарастает линейно вплоть до точки разрушения. В других случаях нарушение связей может произойти до точки разрушения, и это приводит к искривлению графика. При анализе деформации испытываемого образца с помощью измеренных значений, которые собраны, строят линию регрессии в виде касательной к кривой между двумя определенными значениями, в этом случае - между значениями 3 и 8 Н, как показано на фиг.6. Выбирают предельные значения таким образом, что кривая нажима между этими двумя значениями проявляет линейное нарастание. Деформацию исходных гранул, следующую за медленным оказанием нажима величиной до 10 Н, можно считывать посредством считывания значения на оси Х в той точке, в которой «значение 10 Н», пересекает линию регрессии. Расстояние вдоль оси Х от этой точки до точки, в которой линия регрессии пересекает ось X, преобразуют в микрометры, посредством чего и можно определить деформацию испытываемого образца. Если прочность на сжатие исходной гранулы ниже чем 10 Н, то линию регрессии продолжают за значение 10 Н, чтобы обеспечить считывание деформации.
На величину деформации, помимо прочих факторов, влияют уровни влажности и пористости исходных гранул, а также мелкозернистость структуры исходного материала и форма его частиц. В соответствии с фиг.6, на которой построен график зависимости силы нажима (в Н), отложенной вдоль оси Y, от времени (в мс), отложенного вдоль оси X, отклонение от линейности измеряется при максимальном нажиме в точке разрушения, и это описывает форму кривой. Отклонение от линейности будет равно нулю в случае, когда кривая оказывается полностью линейной. Отклонение от линейности является положительным значением, если кривая нажима имеет изгиб перед точкой разрушения. Если расчетное отклонение от линейности имеет отрицательное значение, то это сигнализирует, что касательная проведена неверно и поэтому расчетное значение отклонения ошибочно. Таким образом, отклонение от линейности можно использовать, чтобы проверить, правильно ли проведена касательная и правильно ли выполнен расчет деформации. Если отклонение от линейности отрицательно, например составляет менее -1 Н, то касательную можно провести повторно, перемещая верхнюю точку выше или ниже по шкале нажима, в зависимости от того, что позволяет прочность исходных гранул. Величины деформации, которые связаны с отрицательным отклонением от линейности, составляющим, например, менее -1 Н, можно исключить из расчетов среднего значения.
Настоящее изобретение не сводится к вариантам, описанным выше и проиллюстрированным на чертежах, его можно изменять и модифицировать многими путями в рамках изобретательского замысла, охарактеризованного прилагаемой формулой изобретения.
Claims (16)
1. Способ анализа свойств испытываемого образца (А) восстановимого материала, который содержит железо, в виде исходной гранулы или готовой гранулы во время изготовления исходных гранул или готовых гранул для оптимизации процесса гранулирования и последующей экстракции железа путем применения установки, которая имеет первое устройство и второе устройство, которые выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга и каждое из которых имеет поверхности (8, 13) контакта, обращенные друг к другу, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых
а) располагают испытываемый образец (А) между поверхностями (8, 13) контакта,
б) непрерывно уменьшают расстояние между поверхностями (8,13) контакта,
в) измеряют диаметр испытываемого образца (А), когда испытываемый образец контактирует с поверхностями (8, 13) контакта,
г) осуществляют дополнительное перемещение поверхностей (8, 13) контакта по направлению друг к другу во время сжатия испытываемого образца (А) до тех пор, пока испытываемый образец не разрушится,
д) непрерывно регистрируют и запоминают силу, прикладываемую к испытываемому образцу (А), и время,
е) регистрируют максимальные силы во всех точках разрушения испытываемого образца (А),
ж) увеличивают расстояние между поверхностями (8, 13) контакта и
з) удаляют испытываемый образец.
а) располагают испытываемый образец (А) между поверхностями (8, 13) контакта,
б) непрерывно уменьшают расстояние между поверхностями (8,13) контакта,
в) измеряют диаметр испытываемого образца (А), когда испытываемый образец контактирует с поверхностями (8, 13) контакта,
г) осуществляют дополнительное перемещение поверхностей (8, 13) контакта по направлению друг к другу во время сжатия испытываемого образца (А) до тех пор, пока испытываемый образец не разрушится,
д) непрерывно регистрируют и запоминают силу, прикладываемую к испытываемому образцу (А), и время,
е) регистрируют максимальные силы во всех точках разрушения испытываемого образца (А),
ж) увеличивают расстояние между поверхностями (8, 13) контакта и
з) удаляют испытываемый образец.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при его осуществлении классифицируют испытываемый образец в соответствии с падением нажима, которое происходит после упомянутой точки разрушения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при его осуществлении собирают измеренные значения и представляют их численно в виде таблиц.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что при его осуществлении собирают измеренные значения и представляют их численно в виде таблиц.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что при его осуществлении собирают измеренные значения и представляют их графически в виде диаграмм.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что при его осуществлении собранные измеренные значения представляют в реальном времени.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что при его осуществлении собранные измеренные значения представляют в реальном времени.
8. Способ по любому из пп.1-4, 7, отличающийся тем, что при его осуществлении последовательно сжимают испытываемые образцы и при этом собирают данные измерений.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что при его осуществлении последовательно сжимают испытываемые образцы и при этом собирают данные измерений.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что при его осуществлении последовательно сжимают испытываемые образцы и при этом собирают данные измерений.
11. Способ по любому из пп.1-4, 7, 9, 10, отличающийся тем, что при его осуществлении используют измеренные значения для построения графика, на этом графике проводят линию регрессии между двумя точками на оси Y, значения в которых предварительно определены, при этом определяют разность между значением на оси X в точке, в которой значение X в предварительно определенном значении пересекает линию регрессии, и значением в точке, в которой линия регрессии пересекается с осью X, а получаемую таким образом разность используют в качестве меры деформации испытываемого образца во время медленного сжатия испытываемого образца до достижения силы, значение которой предварительно определено.
12. Способ по п.5, отличающийся тем, что при его осуществлении используют измеренные значения для построения графика, на этом графике проводят линию регрессии между двумя точками на оси Y, значения в которых предварительно определены, при этом определяют разность между значением на оси X в точке, в которой значение X в предварительно определенном значении пересекает линию регрессии, и значением в точке, в которой линия регрессии пересекается с осью X, а получаемую таким образом разность используют в качестве меры деформации испытываемого образца во время медленного сжатия испытываемого образца до достижения силы, значение которой предварительно определено.
13. Способ по п.6, отличающийся тем, что при его осуществлении используют измеренные значения для построения графика, на этом графике проводят линию регрессии между двумя точками на оси Y, значения в которых предварительно определены, при этом определяют разность между значением на оси X в точке, в которой значение X в предварительно определенном значении пересекает линию регрессии, и значением в точке, в которой линия регрессии пересекается с осью X, а получаемую таким образом разность используют в качестве меры деформации испытываемого образца во время медленного сжатия испытываемого образца, до достижения силы, значение которой предварительно определено.
14. Способ по п.8, отличающийся тем, что при его осуществлении используют измеренные значения для построения графика, на этом графике проводят линию регрессии между двумя точками на оси Y, значения в которых предварительно определены, при этом определяют разность между значением на оси X в точке, в которой значение X в предварительно определенном значении пересекает линию регрессии, и значением в точке, в которой линия регрессии пересекается с осью X, а получаемую таким образом разность используют в качестве меры деформации испытываемого образца во время медленного сжатия испытываемого образца до достижения силы, значение которой предварительно определено.
15. Способ по п.11, отличающийся тем, что при его осуществлении отклонение от линейности кривой нажима считывают как разность вдоль направления оси Y между точкой разрушения и линией регрессии.
16. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что при его осуществлении отклонение от линейности кривой нажима считывают как разность вдоль направления оси Y между точкой разрушения и линией регрессии.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0500018A SE529487C2 (sv) | 2005-01-04 | 2005-01-04 | Metod vid analys av en provkropp av reducerbart järninnehållande material |
SE0500018-7 | 2005-01-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005141591A RU2005141591A (ru) | 2007-07-10 |
RU2383003C2 true RU2383003C2 (ru) | 2010-02-27 |
Family
ID=34132494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141591/28A RU2383003C2 (ru) | 2005-01-04 | 2005-12-29 | Способ анализа испытываемого образца восстановимого материала, который содержит железо |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7347105B2 (ru) |
JP (1) | JP4889301B2 (ru) |
CN (1) | CN1896711B (ru) |
AU (1) | AU2006200009B2 (ru) |
BR (1) | BRPI0505637B1 (ru) |
CA (1) | CA2531860C (ru) |
DE (1) | DE102006000711B4 (ru) |
RU (1) | RU2383003C2 (ru) |
SE (1) | SE529487C2 (ru) |
UA (1) | UA86940C2 (ru) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI119132B (fi) * | 2005-06-15 | 2008-07-31 | Mine On Line Service Oy | Menetelmä ja laitteisto malmin käsittelyyn |
CN103884583B (zh) * | 2014-04-04 | 2016-03-02 | 首钢总公司 | 球团矿抗压强度检测装置 |
US10488309B2 (en) * | 2017-06-07 | 2019-11-26 | The Boeing Company | Test specimen and method of forming and testing the test specimen |
CN113167694B (zh) * | 2018-11-06 | 2024-05-10 | 美卓奥图泰芬兰有限公司 | 连续确保生球团的足够品质的方法和器械 |
CN110243680A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-17 | 绍兴市东晶机械仪器设备有限公司 | 一种自动球团压力测试机 |
CN111238971B (zh) * | 2020-02-07 | 2022-10-21 | 西安建筑科技大学 | 一种生球团落下强度评价方法 |
CN111644393A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-11 | 辽宁鑫知界科技有限公司 | 一种建筑砖头质量检测装置及其检测方法 |
CN116817738B (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-03 | 首辅工程设计有限公司 | 一种建筑施工的建筑材料检测装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3580060A (en) * | 1968-10-24 | 1971-05-25 | Cities Service Co | Hardness tester |
JPS5246709B2 (ru) * | 1973-08-23 | 1977-11-26 | ||
JPS57125340A (en) * | 1981-01-28 | 1982-08-04 | Toshiba Corp | Method of and apparatus for squeezing test of pelletizing powder |
DE3312942A1 (de) * | 1983-04-11 | 1984-10-11 | Amandus Kahl Nachf. (GmbH & Co), 2057 Reinbek | Vorrichtung zum messen der qualitaet von pellets |
JPH0579966A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-03-30 | Nippon Steel Corp | ペレツトの圧潰強度試験機の制御方法及び装置 |
JPH05215655A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Nippon Steel Corp | ペレツト圧潰試験機 |
DE4241985A1 (de) * | 1992-12-12 | 1994-06-16 | Hans Juergen Gatermann | Vorrichtung zum Prüfen von Tabletten |
US5459767A (en) * | 1994-12-21 | 1995-10-17 | Lockheed Idaho Technologies Company | Method for testing the strength and structural integrity of nuclear fuel particles |
US5633468A (en) * | 1995-09-13 | 1997-05-27 | The Babcock & Wilcox Company | Monitoring of fuel particle coating cracking |
JPH09159591A (ja) * | 1995-12-11 | 1997-06-20 | Ookura Riken:Kk | 物体の強度及び加重方向直径の同時計測装置 |
DE29711490U1 (de) * | 1997-07-01 | 1998-01-08 | Krumme, Markus, Dr., 71642 Ludwigsburg | Universelle Meßeinrichtung zur zerstörungsfreien Durchführung von Steifigkeitstests für Tabletten |
CN1274840A (zh) * | 1999-05-21 | 2000-11-29 | 浙江工业大学 | 一种带弹性压力头的小力值自动加载试验装置 |
-
2005
- 2005-01-04 SE SE0500018A patent/SE529487C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2005-12-26 BR BRPI0505637A patent/BRPI0505637B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2005-12-28 JP JP2005379776A patent/JP4889301B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-29 RU RU2005141591/28A patent/RU2383003C2/ru active
- 2005-12-29 UA UAA200512811A patent/UA86940C2/ru unknown
-
2006
- 2006-01-03 US US11/322,647 patent/US7347105B2/en active Active
- 2006-01-03 AU AU2006200009A patent/AU2006200009B2/en not_active Ceased
- 2006-01-03 DE DE102006000711.5A patent/DE102006000711B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2006-01-03 CA CA2531860A patent/CA2531860C/en active Active
- 2006-01-04 CN CN2006100024976A patent/CN1896711B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2006200009B2 (en) | 2011-09-22 |
CN1896711A (zh) | 2007-01-17 |
DE102006000711B4 (de) | 2017-08-03 |
DE102006000711A1 (de) | 2006-07-27 |
SE0500018L (sv) | 2006-07-05 |
CA2531860A1 (en) | 2006-07-04 |
US20060159614A1 (en) | 2006-07-20 |
BRPI0505637A (pt) | 2006-09-19 |
SE529487C2 (sv) | 2007-08-21 |
AU2006200009A1 (en) | 2006-07-20 |
CN1896711B (zh) | 2011-08-17 |
CA2531860C (en) | 2014-05-13 |
JP2006201161A (ja) | 2006-08-03 |
US7347105B2 (en) | 2008-03-25 |
JP4889301B2 (ja) | 2012-03-07 |
UA86940C2 (ru) | 2009-06-10 |
SE0500018D0 (sv) | 2005-01-04 |
BRPI0505637B1 (pt) | 2017-05-09 |
RU2005141591A (ru) | 2007-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2383003C2 (ru) | Способ анализа испытываемого образца восстановимого материала, который содержит железо | |
RU2420725C2 (ru) | Установка и способ анализа прочности образца восстановимого материала, который содержит железо | |
KR20190021233A (ko) | 칼슘-마그네슘 화합물 및 철-기반 화합물을 포함하는 브리켓의 제조방법 및 이에 의해 수득된 브리켓 | |
Couroyer et al. | Methodology for investigating the mechanical strength of reforming catalyst beads | |
JP5204665B2 (ja) | 粒子状材料の製造方法 | |
WO2002040966A2 (en) | Compression test method and apparatus for determining granule strength | |
JP6772525B2 (ja) | ペレットの製造方法、及びニッケル酸化鉱石の製錬方法 | |
JP5204664B2 (ja) | 緻密核燃料材料の製造方法 | |
CN113167694B (zh) | 连续确保生球团的足够品质的方法和器械 | |
Järveläinen et al. | Compression curve analysis and compressive strength measurement of brittle granule beds in lieu of individual granule measurements | |
WO2006073347A1 (en) | Arrangement and method for the optical analysis of a test specimen of reducible material that contains iron. | |
Xu et al. | Mechanical strength and rewetting stability of nickel laterite pellets | |
Harvey et al. | Influence of maximum temperature, holding time and cooling rate on the strength of sinter analogues | |
JP2019099832A (ja) | ペレットの製造方法、ニッケル酸化鉱の製錬方法 | |
RU2303300C2 (ru) | Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов | |
BRPI0505636B1 (pt) | Disposition and method of analysis of resistance of test specimen of reducible material containing iron | |
Abdul-wahab et al. | The Relationship between Grinding Time of Mill Scale and Physicochemical Properties of the Produced Pellets and Its Reduction Kinetics in a Static Bed via Hydrogen |